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Einspritzpumpe für Brennkrafttriebwerke Die Erfindung bezieht sich
auf eine Einspritzpumpe, deren Förderglied durch den im Brennraum eines Brennkrafttriebzverkes
auftretenden Druck entgegen der Kraft einer Rückführfeder angetrieben wird.
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Bei den bekannten Einspritzpumpen dieser Art überwiegt beim Förderhub
der Einspritzpumpe die Kraft des Brennraumdrucks diejenige der Rückfüihrfeder, so
daß also der Förderhub unmittelbar durch den Brennraumdruck bewirkt wird. Diese
Einspritzpumpen werden für Dieselmotoren verwendet, wobei die Verhältnisse derart
gewählt sind, daß das Einspritzen gegen das Ende des Verdichtungshubes beginnt.
Bei fremdzündenden Ottomotoren mit Kraftstoffeinspritzung liegt der Spritzbeginn
jedoch wegen der notwendigen Vermischungszeit weit vor dem Ende des Verdichtungshubes.
Ein derart früher Einspritzbeginn läßt sich aber mit der bekannten Antriebsart der
Einspritzpumpe nicht erreichen. Ebensowenig kann diese Antriebsart für Einspritzpumpen
von Rückstoßstrahltriebwerken verwendet werden, weil hier die Verbrennungsluft nicht
im Brennraum vorverdichtet wird.
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Trifft man jedoch die Vorkehrung, daß gemäß der Erfindung die Kraft
der Rückführfeder den Förderhub bewirkt, der Überdruck im Brennraum also den Saughub
des Fördergliedes herbeiführt und dabei
die Rüökfü hrfeder spannt,
so läßt sieh die eingangs beschriebene Antriebsart auch in solchen Fällen verwenden,
wo die bekannte Ausführung versagt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei sich auch noch andere
kennzeichnende Merkmale ergeben werden.
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-A#bb. i zeigt -schematisch als erstes Beispiel eine Einspritzanlage
in Verbindung mit einem Rückstoßstrahltriebwerk, bei dem in einer Kammer flüssiger
Kraftstoff gezündet wind; Abb. 2 stellt einen Längsschnitt durch die Einspritzpumpe
des ersten Beispiels dar; Abb. 3 zeigt das ;zweite Beispiel im- Längsschnitt, durch
den Teil, der sich von der Pumpe des ersten Beispiels unterscheidet; Abb. 4 zeigt
ein Druckdiagramm eines Zweitaktmotors.
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Auf einem Strahlrohr i ist eine Einspritzpumpe 2 befestigt, die über
ein Druckrohr 3 mit einem Einspritzventil 4 verbunden ist, durch das die Pumpe 2
Kraftstoff, stoßweise in einen Brennraum 5 gegen Zündkerzen 6 spritzt, die in einer
durchbrochenen Wand des Brennraums befestigt sind. Der durch jede Zündung in diesem
Raum auftretende Verbrennungsdruck pflanzt sich über eine Rohrleitung? in einen
Zylinder 8 im Einspritzpumpengehäuse fort und hebt einen Kalben 9 entgegen dem Druck
einer Rückführfeder io an, bis der Kolben gegen einen verstellbaren Anschlag i i
stößt. Zur Verstellung dieses in das Pumpengehäuse eingeschraubten Anschlages dient
eine Regelstange 12, die in ein am Anschlag vorgesehenes Ritzel eingreift. Mit dem
dicken Kplben 9 ist der dünnere Einspritzpumpenkolben 13 verbunden, der bei seinem
Aufwärtshub Kraftstoff aus einer Leitung 14 über ein. Saugg-ventil 15 in,denArbeitsraum16
derEinspritzpumpe saugt. Der Auslaß des Arbeitsraumes 16 wird durch einen mit einer
Ringnut versehenen Schieber 17 gesteuert, auf den einerseits eine Feder 18 und andererseits
über eine Abzweigleitung i9 des Rohres 7 der Brennraumrdruak einwirken. Der Schieber
17 stützt sich in seiner gezeirhnetenSahließstellung auf einen Anschlag 2o ab.
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Die Wirkungsweise :dieser Anlage'ist folgende: Nachdem der Verbrennungsvorgang
erstmalig durch eine Anlaßvorrichtung eingeleitet worden ist, wird der Kolben 9
durch den Verbrennungsdruck entgegen der Kraft der stanken Rückführfeder io bis
zum Anschlag r i verschoben und nimmt dabei den- Einspritzkolben 13 mit, so daß
dieser Kraftstoff ansaugt..
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Nach Beendigung des Verbrennungsvorganges in der Brennkammer erzeugt
die durch die Durchbrüche in der die Zündkerzen 6 enthaltenden Wand ausgestoßene
Gasmasse einenUnterdruck im Brennraum. Dadurch wird durch die Klappen R frische
Verbrennungsluft in rden Brennraum nachgesaugt. Außerdem werdender Kolben 9 sowie
der Schieber 17 von dem bisher auf sie einwirkenden pneumatischen Überdruck entlastet.
Die Feder 18 vermag dann den Schiaber 17 in eine Stellung zu schieben, in der der
Durchgang vom Einspritzpumpenarbeitsraum 16 zum Druckrohr 3 und damit zur Düse 4
über die Ringnut im Schieber frei ist. Gleichzeitig bewirkt die Feder 9 :den. Einspritzhub
des Kolbens 13, der die angesaugte Kraftstoffmenge über das Druckrohr 3 und das
E@nspri&ventil 4 in den Brennraum 5 rasch einspritzt. Das sich dort bildende
Gasgemisch wird durch die Zündkerzen 6 entzündet, und das Arbeitsspiel beginnt dann
von neuem.
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Bei gegebenen Kolben- und Federahmessüngen läßt sich durch Änderung
der Vorspannung der Federn sowohl der Beginn als auch der Verlauf der Einspritzung
2n bestimmten Grenzen beeinflussen.
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Die Pumpe nach Abb. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb.
2 im wesentlichen nur dadadurch, daß an Stelle des Schiebers 17 ein als Rückschlagventil
ausgebildetes Druckventil vorgesehen ist, dessen bewegliches Ventilglied zi gleichzeitig
als Düsennadel ausgebildet ist. Außerdem ist das Einspritzventil mit der Einspritzpumpe
baulich vereinigt, wobei der Düsenkörper 22 mit einer Überwurfmutter 23 am Einspritzpumpenkörper
befestigt ist. Die beiden Kolben g und 13 sowie .die als Druckventil der Einspritzpumpe
dienende Düse sind gleichachsig zueinander angeordnet. Die Nädelschließfäder24-ist
bestrebt, die obere Stirnfläche der Nadel dichtend gegen eine Schulter im Pumpenkörper
zu drücken. Der vom Pumpenkolben beim Beginn des Förderhubes verdrängte Kraftstoff
kann zunächst nur an einer Kreisfläche vom Durchmesser d angreifen. Nach dem Abhebender
Nadel von ihrem Sitz, vergrößert sich die Angriffsfläche auf eine Kreisfläche etwa
vom Durchmesser D, so daß also der öffnungsdruok für die Düsennadel wesentlich größer
ist als der Druck, bei dem die Nadel wieder auf ihren Sitz zurückgeht.
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Die beschriebenen Pumpen lassen sich auch vorteilhaft bei Zweitakt-Ottomotoren
mit Kraftstoffeinspritzung verwenden. Es ergibt sich dabei der in Abb. 4 dargestellte
Verlauf der Drucklinien.
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Die ausgezogene Linie A zeigt den Verlauf des Verdichtungstdruoks,
wenn keine Verbrennung eintritt und die ,gestrichelte Linie B den Verlauf der Drucksteigerung
durch die Verbrennung, jeweils während eines Arbeitsvorganges (36o° Kurbelwinkel).
Die Linien 1 und IV geben dabei an, wann der als Schieber dienende, nicht gezeichnete
Motorkolben die ebenfalls nicht .dargestellten Einlaßschlitze zu- und aufsteuert.
Die Linien II und III kennzeichnen Idas Zu- und Aufsteuern der ebenfalls nicht dargestellten
Auslaßschlitze.
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Bei einem dem Punkt a entsprechenden Druck beginnt der Kolben 9 der
Einspritzpumpe seinen Aufwärtshub. Bei Vollasteinstellung ist dieser Hub im Punkt
b beendet. Der Punkt b ist auf die Linie des Verdichtungsdruckverlaufes
gelegt, damit beim Anlassen, wenn also keine Verbrennung erfolgt, der Vendichtungstdruck
in der Lage ist, die Feder io so weit zu spannen, daß die größte Kraftstoffmenge
eingespritzt werden kann. Bei Einstellung auf geringeren Hub ist naturgemäß das
Hubende schon früher, beispielsweise bei c, erreicht. In diesem
Arbeitsabschnitt
saugt derEinspritzpumpenkolben i 3 Kraftstoff an. Während der nun einsetzenden Verbrennung
.der beim vorhergegangenen Pumpendruckhub eingespritzten Kraftstoffladung verläuft
der Druck im Brennraum nach der Linie B. Die Pumpenkafben g und 13 verbleiben dabei.
zunächst in ihrer äußersten Lage. Sobald der Brennraumdruck unter den Druck gesunken
ist, bei dem diese äußerste Lage erreicht wurde, verdichtet der Einspritzpumpenlrolben
den angesaugten Kraftstoff, bis beispielsweise bei Anwendung der Pumpe nach Abb.3
der Öffnungsdruck der Düsennadel 2r im Punkt x erreicht ist. Dieser Punkt
x ist nach Abb. q. so gelegt, !daß zum gleichen Zeitpunkt der Motorkolben
die nichtdargestellten Auslaßschlitze aufsteuert. Die in der Feder io aufgespeicherte
Kraft führt dann ein rasches Einspritzen herbei. Die Lage des Einspritzventils ist
so zu wählen, daß bis zu dem bei II erfolgenden Schließen derAuslaßsohlitze zu Beginn
des nächsten Arbeitsvorgangs möglichst kein Kraftstoff bis zu den Auslaßschlitzen
gespült werden kann.
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Die Leitungen? und i9, die den Brennraumdruck zur Einspritzpumpe leiten,
sind so zu verlegen, daß möglichst wenig Wärme von den heißen Gasen im Innern dieser
Leitungen auf die Einspritzpumpe übertragen werden kann.